양회장 블로그

동력설비

(1) 개 요

전기에너지를 동력으로 변환하여 사용하는 동력설비는 역사내에 설치되어 있는 전동기를 구동원으로 하는 기계설비에 전력을 공급하는 배선 및 보호장치와 또한 그것을 감시, 제어하는 설비를 동력설비라 한다.

(2) 동력설비의 종류

(가) 환기설비

(나) 냉동기 및 부대설비

(다) 엘리베이터 및 에스컬레이터 등 편의설비

(라) 오수 및 배수펌프설비

(마) 급수펌프(소화전설비 포함)설비

(바) 기타 동력부하 등이다.

(3) 동력제어반(MCC)의 위치 선정

(가) 부하의 중심 위치

(나) 통풍이 잘 되고, 온․습도의 영향을 받지 않는 장소

(다) 자연광선 또는 일반조명 상태에서 조작 및 점검 등이 용이한 장소

(라) 점검이나 문의 개폐을 위한 충분한 공간이 있는 장소

(마) 옥외에 설치할 경우 눈․비 등을 직접 맞지 않는 곳에 설치하여야 한다.

(4) 동력설비의 시설기준

(가) 전동기의 기동방법

1) 기동방법

가) 정격출력 19[kW] 미만은 직입 기동방식으로 한다.

나) 정격출력 19[kW] 이상은 Y-△ 기동방식으로 한다.

다) 정격출력 90[kW]초과의 고압전동기는 고압기동장치로 운전되도록 한다.

라) 변전실 환기설비용 전동기는 인버터 기동방식으로 하였다

(나) 역률개선

역률개선용 콘덴서는 모선측에 집합 설치방식과 개별 부하측에 설치하는 방식이 있으나, MCC(기동기반)의 각 부하측 단자에 개별로 설치하는 방식을 채택하여 전원 모선측에 집합 설치하는 방식보다 전력손실 및 간선 굵기 등을 줄여 경제적인 시설이 되도록 하며, 부설설비는 역률을 90[%]이상 개선할 수 있도록 한다.

1) 콘덴서 용량 산출 계산식

(다) 입력부하의 산정 및 간선의 구성

각 전동기의 입력 부하를 정하는 데에는 역률 및 효율을 전동기 형식별로 파악(KSC4202, 4203)하여 환산하는 방법이 있으나, 일반적으로는 내선규정 305-1의 규약전류(별첨부록 참조)를 기준으로 적용한다.

1) MCC - 전동기간 케이블

전동기에 흐르는 분기회로 전선의 굵기는 전압강하를 고려하여 다음과 같이 선정한다.

가) 1대의 전동기에서 전동기의 정격전류가 50[A]이하인 경우는 그 정격전류의 1.25배 이상의 허용전류가 있는 것을, 또 전동기의 정격전류가 50A를 초과하는 경우는 그 정격전류의 1.1배 이상의 허용전류가 있는 것을 사용한다.

나) 전동기의 전류치는 규약전류에 준하여 선정한다

(별첨부록의 전동기의 규약전류치 기준 적용)

다) 전선 굵기의 선정에 있어서 전압강하에 의한 전선의 산출 단면적과 허용전류에 의한 전선의 산출 단면적 중 큰 값을 적용한다.

MCC의 형식 및 규격

동력제어반(MCC)의 형태는 폐쇄 자립 개별 유니트 인출형을 원칙으로 설치 하지만 오수펌프실 등 전동기의 수가 적은 장소는 벽부형으로 설치하여 유지관리의 편리성을 도모하고, 개별 유니트의 크기는 직입 및 Y-△기동방식의 경우, 보통 표준으로 사용되고 있는 것으로 다음과 같다.

1) 비가역형

○ 직입기동 (0.2～7.5kW 이하) : 200[mm]

○ 직입기동 (7.5kW) : 300[mm]

○ Y-△ 기동 (11～15kW 이하) : 300[mm]

○ Y-△ 기동 (18.5～30kW 이하) : 400[mm]

○ Y-△ 기동 (37～75kW 이하) : 600[mm]

○ Y-△ 기동 (90kW 이하) : 1000[mm]

2) 가역형

○ 직입기동 (0.2～5.5kW) : 300[mm]

○ 직입기동 (7.5kW) : 500[mm]

○ Y -△ 기동 (11～15kW 이하) : 500[mm]

○ Y -△ 기동 (18.5～30kW 이하) : 600[mm]

○ Y -△ 기동 (37～75kW 이하) : 800[mm]

○ Y -△ 기동 (90kW 이하) : 1200[mm]  

조명설비 기초

(가) 방사속

방사속이라 함은 에너지 방사의 시간적 비율, 즉 단위시간에 어떤 면을 통과하는 방사에너지의 양이며(Φ로 표시하고), 단위는 와트(Watt : W)이다.

(나) 광 속

방사속 중에서 눈에 빛의 느낌을 주는 것은 어느 파장범위 내의 것이다. 가시범위의 방사속을 눈의 감도를 기준으로 하여 측정한 것을 광속이라 하며 F로 표시한다. 광속의 단위는 루멘(Lumen : ㏐)이며, 단위시간당의 통과하는 광량이다.

(다) 광 량

광량이란 광속의 시간적 적분으로 단위는 루멘시(Lummem-hour : ㏐․h)이며, 전구가 전 수명 중에 방사한 빛의 총량이며 조명경제 등의 계산에 사용된다. 미소시간 dt(h)에 통과하는 광의 양인 광량을 Q(㏐․h)라 표시하고 광속을 F(㏐)라 하면

F=dQ/dt, dQ=F.dt Q=∫t0F.dt(㏐․h)이다.

광량은 전구가 그의 수명 중에 발산한 광의 양을 표시할 때 사용된다.

(라) 광 도

모든 광원은 어느 정도의 크기와 넓이를 가지고 있다. 비교적인 것으로 태양과 같이 지름이 약 1.392×106[㎞]인 거대한 것도 태양으로부터 약 1.495×108[㎞] 떨어져 있는 지구에서는 점으로 보인다.

일반적으로 광원 크기의 10배 이상의 거리에서는 이 광원을 점으로 보아도 무방하다.

모든 방향으로 광속이 발산되고 있는 점광원에서 어떤 방향의 광도라 함은 그 방향의 단위 입체각에 포함되는 광속수, 즉 발산광속의 입체각 밀도를 말한다. 지금 미소입체각 dω내에 포함되는 광속 dF가 있으면, 그 광원의 화살표로 표시된 방향의 광도 I는

I=dF/dω dF=I.d이다.

만약 입체각 ω내에서 광속이 균등하여 F라 하면 이 입체각의 모든 방향의 광도 I는 다음과 같이 된다.

I=F/ω, F=I.ω

입체각 밀도

광도의 단위는 칸델라(candela : cd)이며, 이것은 백금의 응고점에서의 흑체방사의 휘도를 60[cd/㎠]로 하는 광도단위로서 1942년 이후 국제적으로 채용되고 있다.

점광원으로부터 모든 방향으로 균등하게 광속이 발산되면

I=F/4π[cd]이다.

(마) 조 도

어떤 물체에 광속이 투사되면 그 면은 밝게 비춰진다. 그 정도를 표시하는 데 조도를 사용한다. 어떤 면의 조도는 그 면에 투사되는 광속의 밀도를 말한다.

피조면은 미소면적 dA[㎡]에 투사되는 광속이 dF[㏐]이면 그 미소면의 조도 E는

E=dF/dA, dF=E.dA이다.

만약 면적 A[㎡]에 균등하게 광속 F[㏐]가 투사되면 그 면의 평균조도 E는

E=F/A, F=E.A이다.

조도의 단위는 룩스[lux : ㏓]로, 이것은 1[㎡]에 1[㏐]의 광속이 투사되고 있을 때의 조도이다.

1[㏓] = 1[㏐/㎡]

광도 I[㏅]인 평균점광원을 반지름 R[m]의 구의 중심에 놓을 경우, 구면 위의 모든 점의 조도 E는

E=F/A=4πI/4πR2=I/R2이다.

즉, 구면 위의 조도는 광원의 광도에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 이와 같이 어떤 점광원의 어느 방향의 광도가 I[㏅]일 때 R[m]의 거리에 있는 빛의 방향에 수직인 면 위의 조도는

En=I/R2[㏓]

이것을 조도의 역자승의 법칙이라 하며, 광원이 점광원이 아니고 R이 적으면 역자승의 법칙은 적용되지 않는다.

(바) 휘 도

광원을 보면 그 면이 빛나 보이며, 비추어져 있는 면을 보거나 반투명의 것을 반대쪽에서 보아도 밝게 보인다. 이와 같은 밝기를 휘도라 한다.

휘도는 눈으로부터 광원까지의 거리에는 관계가 없다. 우리가 물체를 식별하는 것은 면의 휘도의 차에 의한 것이며, 휘도가 균등하면 모두 평판으로 보인다.

(사) 연색성

빛의 분광특성이 색의 보임에 미치는 효과를 연색성이라 하며, 태양광선 밑에서 본 것보다 색의 보임이 멀어질수록 연색성이 떨어진다. 또한 동일 한색을 가진 것이라도 조명하는 빛에 따라 다르게 보이며, 이 물체의 색을 달리 보이게 하는 것을 말할 때도 연색성이 이용된다.

(아) 순 응

눈에 들어오는 빛이 소량인 경우, 눈의 감도는 대단히 커지고 반대의 경우 감광도는 떨어진다. 이 현상은 눈의 순응이라 하며, 밝은 곳으로 나갔을 경우의 순응을 명순응이라 하며

감광도가 급격히 떨어져서 1~2분 정도이면 일정하게 되고, 어두운 곳에서의 순응을 암순응이라 하며, 망막은 1~2만배의 감광도를 얻게 된다.

그리고 밝은 곳에서 같은 밝음으로 보이는 청색과 적색은 조도를 점차 떨어뜨리면 적색은 어둡게, 청색은 더 밝게 보인다. 이 현상을 퍼킨제효과(Purkinje-effect)라 한다.

명순응으로부터 암순응으로 되는 시간은 약 30분 정도 필요하다. 순응현상은 지하철 터널구간 조명설계 및 유지관리에 매우 중요하다.

램프의 종류

1) 백열전구(Incandescent Lamp)

진공의 유리구내에 필라멘트를 봉입하여 전류를 통하면 고온방사에 의하여 발광한다.

용량이 30[W] 이하는 진공전구이고, 30[W] 이상에서는 텅스텐 필라멘트의 증발을 억제하기 위해서 아르곤과 질소를 혼합한 가스입전구로 한다. 전구는 전압이 변화하면 필라멘트의 온도가 변화하고, 전류 전력, 광속, 효율 및 수명도에 따라서 변화한다.

가스입 전구의 특성은 전압이 정격전압보다 높으면 광속은 급격히 증가하지만 수명은 오히려 심하게 짧아진다. 전압이 낮아지면 이와 반대의 현상이 나타난다.

2) 적외선전구

적외선에 의한 가열, 건조 등 공업분야에 응용되고 있다. 적외선 건조 전구의 필라멘트 색온도는 2400 ～ 2500[。K]로서 적외선의 방사효과를 80[%]까지 증대하고 있다. 수명은 약 5000시간 정도이다.

3) 할로겐 전구

요오드등 할로겐은 낮은 온도에서는 텅스텐과 결합하고 높은 온도에서는 분해하는 성질이 있다. 전구내에 소량의 할로겐을 넣으면 텅스텐과 결합하여 활로겐화 텅스텐이 된다.

이것은 투명하고 증발하기 쉬운 것으로서 필라멘트 가까이 가면 고온으로 인해 분해되고 텅스텐은 필라멘트로 되돌아가고 할로겐은 확산한다. 이 할로겐이 관벽에 가면 또다시 텅스텐을 잡아서 필라멘트로 되돌려주는 할로겐 싸이클을 이룬다. 이것으로 인하여 전구는 수명이 길어지며 유리구의 흑화도 적어진다. 따라서 광색과 색온도의 저하가 극히 적으며 할로겐전구는 관형으로 만든다.

대표적인 할로겐전구의 정격

4) 형광등(Fluorescent Lamp)

저압수은등의 발광스펙트럼 중 전방사의 90[%] 이상의 강한 자외선 253.7[㎚]를 이용하여 방전관 내벽에 칠한 형광체를 자극시켜 가시부에서 형광을 발산하도록 하는 방전등을 형광등이라 한다.

형광등은 자외선 뿐만 아니라 시감도가 낮은 광선(청자색)도 시감도를 높게 변환시키므로 발광효율이 높아진다.

가) 형광방전관

형광방전관의 전극을 분류하면 냉음극과 열음극으로 나누어지며 냉음극은 주로 네온사인에 사용되고 일반조명용으로는 열음극 형광방전관이 널리 사용되고 있으며, 열음극 방전관은 시동형에 따라서

○ 예열시동형(Preheating Starting Circuit)

○ 속시시동형(Rapid Starting Circuit)

○ 순시시동형(Instant Starting Circuit)으로 분류되며

사용장소의 환경 및 필요에 따라 선택적으로 사용되어지고 있다.

나) 형광램프의 종류

종류는 시동회로 방식에 따라 다음과 같이 분류한다.

○ 스타터형 램프(예열시동형)

○ 래피드 스타트형 램프(속시시동형)

○ 슬림 라인형 램프(순시시동형)

○ 고주파 점등 전용형 형광램프 : 고주파 점등 전용회로(또는 장치)로 점등한 열음극형 램프로서 효율을 향상시킨 형광램프

다) 형광램프의 한국산업규격

형광램프의 규격(래피드 스타트형)

형광램프의 규격(고주파 점등 전용형)

라) 형광램프의 특징

○ 효율이 높다. 전구는 물론 수은등보다 효율이 높다.

○ 희망하는 광색을 얻을 수 있다.

형광체를 바꾸면 희망하는 색광을 얻을 수 있으며 또한 효율이 높다. 색광등의 경우 같은 용량의 전구에 비하여 청색은 40배, 녹색은 95배의 높은 효율이다. 일반 조명용으로 사용되는 주광색 형광등은 색온도 4500[。K]로서 해가 뜨고 2시간후의 태양광색에 근사하다.

○ 램프 휘도가 낮다.

발광면적이 커서 램프의 휘도가 낮으며 0.5 ～ 1[㏅/㎠] 정도이며, 사람이 오랜 시간동안 볼 수 있는 휘도의 한계는 0.5 [㏅/㎠]이며, 이 이상되면 눈부심을 느낀다.

○ 수명이 길다.

형광등의 수명은 7000[h]로 백열전구의 1000[h]에 비하여 매우 길다. 형광등의 수명에 미치는 영향은 전구에 비하여 복잡하다. 즉 안정기가 좋지 않은 경우, 전원전압이 너무 높거나 낮은 경우, 전원 주파수가 정격치가 아닌 경우, 점멸횟수가 큰 경우, 주위온도가 심하게 낮은 경우에는 수명이 짧아진다.

○ 열을 거의 발산하지 않는다.

○ 전원전압의 변동에 대하여 광속의 변동이 적다.

전압변동에 대한 형광등의 광속변화는 전구의 3[%] 경우에 비하여 적으며, 전압 1[%] 변동에 대하여 1～2[%]의 광속이 변화할 뿐이다.

○ 전원주파수의 영향이 광속, 수명에 영향을 미친다.

안정기로서 쵸크코일 이나 콘덴서를 사용하므로 이것들이 전원주파수의 영향을 받아서 결과로 형광등의 광속이나 수명이 변동한다. 정격주파수의 ±4[%] 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

○ 시동에 시간이 걸린다.

널리 사용되고 있는 점등관식 형광램프는 스위치를 넣고 형광등이 점등할 때까지 약 3초 정도가 소요되어 불편하다.

주위온도가 낮아지면 점등관 특성이 나빠져서 더욱 긴 시간이 걸린다. 속시형이나 순시형은 이 결점을 제거할 수 있다.

○ 주위온도의 영향을 받는다.

형광등은 주위온도가 20～25[℃]일 때 효율이 높고 온도가 이보다 높거나 낮으면 효율이 떨어진다.

주위온도가 너무 떨어지면 점등할 수 있는 최저전압은 높아지며 결국 점등관은 동작하나 형광등은 점등하지 않는다.

○ 저역율이다.

형광등의 안전기에는 대부분 쵸크코일이 사용되므로 역율이 나빠져서 55 ～ 65[%] 정도로 된다. 이것을 85[%] 정도의 고역율로 개선하려면 전원에 병열로 1등당 3.5 ～ 5.5[μＦ] 의 콘덴서를 설치한다.

○ 빛의 어른거림이 있다.

형광등을 교류로 점등하면 전류의 주기적 변화와 더불어 그의 광속에는 전원주파수의 2배의 주파수의 어른거림이 일어난다.

5) 수은등(Mercury Lamp)

수은등은 수은증기 중의 방전을 이용한 것이다. 상온의 수은 증기압은 매우 낮으므로 이것만으로 기동시키려면 고전압이 필요하다. 따라서 미량의 아르곤을 혼합시켜서 페닝효과를 이용하여 기동을 용이하게 하고 있다. 방전이 시작되면 수은이 서서히 증발하여 적당한 압력으로 된다.

고압수은등에서는 보통 점등중에 수은이 전부 증발하도록 설계되어 있으며 보통 수은증기압이 상승하면 아아크는 관의 중심에 집중하여 관전압, 휘도, 효율 등이 높아진다.

6) 메탈 할라이드 램프(Metal Halide Lamp)

고압수은램프의 연색성 및 효율을 개선하기 위하여 고압수은램프에 금속 또는 금속 할로겐화합물을 혼입한 것이다.

고압수은증기 중에 금속 또는 금속 할로겐 화합물을 혼입하면 그 금속원자에 의한 발광스펙트럼이 중첩되어 수은램프의 연색성과 효율이 개선된다.

즉 탈륨, 나트륨, 인듐, 토륨 등 수 종류의 금속원자를 요오드화물, 브롬화물 등의 금속 할로겐화물로서 첨가하면 각각의 금속의 특유한 선 스펙트럼으로 효율 및 연색성이 향상된다.

즉 효율은 일반적으로 70～80[㏐/W]로 높고, 평균연색평가계수는 80～90의 고 연색성이 된다.

7) 고압나트륨램프

나트륨 증기압을 저압나트륨 증기압(4×10-3mmHg)보다 높여가면 발광 효율은 자기흡수 때문에 떨어진다. 그러나 더욱더 증기압을 높여가면 발광효율은 다시 상승하고, 그의 분광분포는 나트륨의 D선 부근을 중심으로 폭넓게 밴드 스펙트럼을 상반하지만 약 100～200[mmHg]에서 발광효율은 최대로 되고, 최고 효율의 황백색광이 얻어진다.

400[W] 고압나트륨 램프의 전광속은 4400[㏐], 램프효율 110[㏐/W], 색온도 2200[。K], 평균수명 9,000시간 정도이다.

8) EL램프

현재 가장 새로운 광원이라고 생각되는 것이 EL램프이다. 광원은 전구의 점광원으로부터 형광등의 선광원으로 발전하였다. EL램프는 Electro Luminescent Lamp의 약자이다.

조명기구의 종류

조명기구는 형태, 구조, 성능에 따라 여러 가지가 있으나 가장 중요한 성능인 배광에 따라 분류하면 직접조명형, 반간접조명형, 간접조명형 등 3가지로 분류된다.

1) 직접조명

직접조명 방식은 간단하고, 또한 작은 전력으로 고조도를 얻을 수 있는 특징이 있으나, 밝고 어두운 차이가 심하여 눈부심을 일으켜서 눈이 피로하기 쉬운 결점이 있다.

2) 간접조명

간접조명방식은 그늘이 없고 균등한 조명이 얻어지며 차분한 분위기를 얻을 수 있는 것이 특징이다.

조명율이 대단히 나쁘고 비경제적인 조명방식이나 최근 분위기 조명에 많이 채용하고 있다.

3) 반간접조명

확산조도가 직사조도에 비하여 비교적 많은 조명방식이며 직접조명과 간접조명의 장점을 갖는 것이 특징이다.

조명기구의 선정

작업목적에 맞게 조명기구의 방식에서 특성과 형체 등을 고려하여 선택하되 다음사항을 기초로 한다.

○ 작업장의 특색

○ 직사눈부심이 일어나지 않을 것

○ 설비의 효율

○ 진한 그림자가 일어나지 않을 것

○ 재료의 특징

○ 반사눈부심이 적을 것

○ 수직면과 사면 위의 조도

○ 유지관리가 용이할 것

평균조도 구하는 방법

조도측정으로부터 평균조도를 구하려면 다음 그림과 같이 측정대상 면적을 단위구획으로 분할하고, 우선 단위구획별 평균조도를 다음 식에 의해 구한다.

1) 1 점법

평균조도가 극히 좋은 장소인 경우, 또는 평균조도를 구하는 전면적에 대하여 측정의 단위구획을 극히 다수의 작은 단위로 분할해서 측정할 경우에는 단위구획의 중앙 1점의 측정치 Ei 를 그 단위구획의 평균조도로 본다.

측정단위구획내의 측정법 잡는법

2) 4 점범

조도구배가 완만하게 변하고 있는 장소인 경우, 또는 다수의 단위구획으로 분할해서 측정할 경우 단위구획의 4각점의 측정치Ei 에서 다음식에 의해 E 를 구한다.

E = 1/4∑EiE

3) 5 점법

조도균제도가 그다지 좋지 않는 장소의 경우, 또는 비교적 작은 스페이스이기 때문에 많은 측정구획으로 분할해서 측정하지 않을 경우, 단위구획의 4각점의 측정치 Ei 및 중앙의 측정치 Eg 에서 다음 식에 의해 E 를 구한다.

E = 1/12(∑Ei+8Eg)E

혹은 그림 ㈏와 같이 측정점을 단위구획의 4변의 중점과 중앙의 5점으로 했을 때는 다음의 식이 된다.

E = 1/6(∑Em+2Eg)E

이와 같이 해서 구한 단위구획별의 평균조도의 측정대상으로 하는 전면적의 평균을 구한다. 이 경우 측정대상 면적은 방의 전면적이 아니라 조명설계상 목적으로 하는 면적이다. 따라서 가령 사무실의 평균조도를 대상으로 할 경우, 페리미터․조운이나 창문 혹은 벽면에서 1[m] 이내의 범위는 보통 측정대상 면적으로 보지 않는다.

측정의 단위구획은 작게 잡을수록 정밀한 측정치를 얻게 되지만 작업량이 많아지므로 보통 장벽이 되는 것이 중간에 없는 동일 면적내에 대해

○ 일반적인 옥내에서는 2～4[m] 간격의 정방형구획

○ 복도․계단 등 통로상에서는 연장방향위 1～2[m] 간격으로 중앙선상 및 양단선상

○ 도로․터널 등에서는 연장방향위 2～5[m] 간격으로 각 차선의 중앙선상 및 양단선상

○ 경기용 필드, 광장 등에서는 4～10[m] 간격의 정방형구획을 단위구획으로 하면 된다.

또한 측정면의 높이는

○ 일반 옥내에서는 바닥위 85[㎝] 혹은 규정된 책상․작업대 위

○ 복도․계단 위에서는 바닥면 혹은 15[㎝] 이내로 규정된 높이

○ 옥외에서는 지면 혹은 지면위 15[㎝]로 규정된 높이

이상을 취하면 되지만 조도시설의 목적에 따라 설계 대상면이 별도일 때는 당연히 목적으로 하는 높이의 수평면 혹은 연직면 조도를 규정해서 측정해야 한다.

전등의 특성비교

1) 백열전구

○ 용량 : 2 ～ 1000 [W]

○ 효율 : 7 ～ 22 [㏐/W]

○ 수명 : 1000 ～ 1500 [h]

○ 광질 및 특색 : 일반적으로 휘도가 높고 열방사가 많다. 광색에는 적색부분이 많고, 배광제어가 용이하다. 스위치를 넣고 점등에 이르는 순응성이 크다.

○ 용도 : 비교적 좁은 장소의 전반조명, 액센트 조명, 기분을 위주로한 효과를 얻기가 쉽다. 대형인 것은 높은 천장, 각종 투광 조명에 적합하다.

2) 할로겐 램프

○ 용량 : 500 ～ 1500 [W]

○ 효율 : 20 ～ 22 [㏐/W]

○ 수명 : 2000 ～ 3000 [h]

○ 광질 및 특색 : 고휘도이고 광색은 적색부분이 비교적 많고, 배광제어가 용이하다. 흑화가 거의 일어나지 않는다.

○ 용도 : 장관형은 높은 천장이나 경기장, 공장 등의 투광 조명에 적합하다. 단관형은 영사기용에 적합하다.

3) 형광램프

○ 용량 : 4 ～ 110 [W]

○ 효율 : 40 ～ 80 [㏐/W]

○ 수명 : 2400 ～ 8000 [h]

○ 광질 및 특색 : 안정기등 점등 부속장치가 필요하며, 저휘도이고 광색의 조절은 비교적 용이하다 열방사가 적다.

○ 용도 : 옥내외 전반조명, 국부조명에 적합하다. 명시를 주로한 양질의 조명을 경제적으로 얻을 수 있다. 또한 간접조명에 의해서 무드조명에도 효과적이다.

4) 고압수은램프

○ 용량 : 40 ～ 1000 [W]

○ 효율 : 30 ～ 55 [㏐/W]

○ 수명 : 10000 [h]

○ 광질 및 특색 : 고휘도이고, 배광제어가 용이하다. 광색은 청백색인 특성이 있으나 형광수은램프, 전구병용 등으로 해결이 가능하다. 완전점등까지 약 10분간이 소요된다.

○ 용도 : 1등당 큰 광속을 얻을 수 있고, 수명이 길므로 높은 천장, 투광조명, 도로조명에 적합하다.

5) 나트륨램프

○ 용량 : 100 ～ 400 [W]

○ 효율 : 80 ～ 150 [㏐/W]

○ 수명 : 6000 [h]

○ 광질 및 특색 : 등황색의 단일광원이고 고압은 황백색이다. 수평점등이 원칙이며, 일반 실내조명은 연색성 불량으로 부적합하다. 수평으로 점등해야 하며, 경사지게 해서 사용하면 광색에 변화가 일어나는 수가 있다.

○ 용도 : 광질의 특성 때문에 도로조명, 터널조명에 적합하다.

6) 메탈 할라이드 램프

○ 용량 : 175 ～ 1000 [W]

○ 효율 : 70 ～ 105 [㏐/W]

○ 수명 : 6000 [h]

○ 광질 및 특색 : 고휘도 배광제어는 용이하다. 연속 스펙트럼을 방사하기 때문에 자연색과 거의 같은 광이다. 연색성이 좋다.

○ 용도 : 1등당 광속이 많고, 수명이 긴 점과 연색성이 양호한 점으로 인해서 연색성을 중요하게 고려하는 높은 천장, 옥외조명 등에 적합하다.

지하철의 조명설비

1. 역사 조명설비

역사의 등급구분

전열설비

•정격을 고려한 회로구성으로 안전성 확보

•설치 높이 및 수구의 형태를 고려한 계획

•누전 차단기를 설치하여 안전사고에 대비

•습도에 맞는 수구설치 및 적정위치 선정

1. 일반용 전열회로 및 설치기준

2. 비상콘센트 설비

3. OA 전열회로

•정상시간대에 전원계통의 고장으로 OA용 Computer가 정지되면 이용승객의 혼란이 예상되므로 이를 예방하기 위하여 비상전원용 UPS를 설치하여 전원측 사고에 대비하고 OA용 Computer 전원용 전열회로에 공급할 수 있도록 계획

조명 설비

•실내 공간에 빛을 제공함으로서 이용 승객의 활동성 보장

•안락하고 쾌적한 환경조성으로서 정거장 이용시민과 역무원의 안전과 편의 도모

1. 정거장 조명의 필수조건

2. 조명기구 선정과 배치

1) 취부 높이에 따른 광원 선정

2) 조명기구 선정

•대합실, 승강장, 내․외부 계단, 역무실 조명기구의 반사갓은 반사효율이 90% 이상인 고조도 반사갓으로 함

•형광등 안정기는 전자식을 사용하고 조명기구는 유지보수 및 고조도를 얻기 위하여 가급적 개방형으로 함

3) 조도 기준 선정

•조도기준은 승객의 이용 및 기능상에 적합한 조도를 유지하면서 KSA 3011과 전철자료를 참고 하여 각 역사와 기능실별 조도 기준을 선정

4) 조명제어

•정거장 및 차량기지의 조명 설비에서 에너지 절약을 하기 위하여 원격제어를 할 수 있는 조명제어장치를 설치

•조명제어장치의 Program에 의한 Time Schedule 제어 및 수동입력 신호에 의한 대합실 및 승강장 조명 제업나의 분기회로에 설치된 계전기를 제어하는 System으로 구성

•차량기지 경․중수선 공장은 작업 구역별로 구분하여 자동제어 회로를 구성

전기철도 관련 시스템

철도 – 정해진 선로 위에서 종합적인 시스템에 따라 대량 수송이 가능하도록 되어잔 교통수단.

전기차의 특성 – 선로의 구배, 곡선 상태에 따라 변동. 선로는 특히 전차선의 귀선으로 이용.

전차선로의 가선과 편위에 중요한 영향.

전기차의 운행속도, 운행시격, 운행 회수 등의 열차 운전 특성에 의하여 전기 공급 설비의 용량을 결정하는 등 전기철도 방식의 선정과 운용 등에 있어 대단히 중요한 영향

1. 선로

열차를 운전하기 위한 수송로로서 궤도와 궤도를 지지하는 노반 및 각종 선로 구조물을 총칭. 외측 레일을 내측 레일 보다 높게 부설 – 캔트

1) 궤도

레일과 그 부속품

① 레일 : 차량을 지지하고 차량의 운행을 유도 고탄소 강으로 제작.

30(kg), 37(kg), 50(kg), 60(kg)

한국철도는 25(m) 길이의 정격 레일을 주로 사용

레일 여러개를 용접하여 200(m) 이상되는 장대레일

② 침목 : 레일의 위치를 고정시켜 주고 차량으로부터 하중을 받아 도상에 전달.

목침목, PC침목

PC침목 : 탄성체결, 보수 비용이 절감. 장대레일 부설이 쉽다.

무게가 무거워 취급이 어렵고 도상을 보수할 때 파괴 되기 쉬우며 전기절연이 목침목에 비해 떨어 진다.

③ 도상 : 레일, 침목을 경유하여 전달된 하중을 넓게 분포시켜 노반에 전달

승차감을 좋게, 빗물 배수를 용이하게, 잔디가 자라는 것을 막는 역할 – 자갈도상

콘크리트 도상 – 도상의 진동과 차량의 동요가 적은 장점.

충격이 크고 소음도 자갈도상에 비해 크다.

건설비가 높고, 레일의 파상마모, 레일 이음개소 손상의 우려, 침목강관, 도상 파손시 보수의 어려움

2. 노반

궤도 하부에서 궤도를 지지하는 흙 구조물.

적당한 배수설비 필요

전기철도의 분류

1. 전기 방식에 의한 분류

1) 직류전기 철도

실리콘 정류기(SR) 등으로 직류로 변환

① 장점

전기차의 설비가 간단

전압이 낮기 때문에 전차선로나 기기의 절연이 쉽다.

터널이나 교량 등에서 절연거리를 짧게 할수 있다.

활선 작업을 하기가 쉬워진다.

통신선로에 유도장해가 작고 신호, 궤도 회로에도 교류방식을 사용

② 단점

- 전압강하가 크게되어 변전소 간격이 짧아진다.

누설전류에 대한 전식 대책이 필요

전기 용량이 큰 전선을 사용

2) 교류 전기철도

가. 단상교류 방식

전압, 주파수에 따라 여러 방식이 있지만 최근에는 상용주파수를 채용하는 경우가 많아야 되고 설비가 간단하다.

① 장점

전압을 비교적 높이 할수 있다.

전압강하가 적다.

변전소 간격이 크게되어 변전소의 수를 작게 할수 있다.

② 단점

통신선로에 대하여 이것을 경감하는 대책이 필요

나. 3상교류 방식

전차선 설비나 집전장치가 복잡하게 되며 전선 상호간 절연 때문에 전압을 높이는 되는 한계, 전기철도에서는 사용되지 않고 있다.

2. 전기차 형태에 의한 분류

1) 경전철

BUS와 일반 전철의 중간 정도인 5,000~18,000명/시간/방향

기존 도시철도에 비하여 건설비가 저렴하다.

차량운행의 완전 자동화 및 역업무의 무인 자동화 등으로 운영비가 절감

① 철제 차륜 경량전철

도시 연계형 장거리 노선에 주로 적용되는 철제 차륜 경량전철은 차량정원이 90~140명으로 중량전철에 비하여 규모와 용량이 작은 형태, 엔진대차를 사용 2량 1편성으로 구성

곡선 선로 추종성을 향상시킨 시스템

㉠ 장점

안전작업에 유리하고 초기 건설비용 및 유지 보수 비용 등 총 사업비의 절감효과

㉡ 단점

주행할 때 차량의 실내, 외 소음이 커서 이에 대한 저감대책이 필요

② 고무차량 경량전철

주거 및 도심지역을 통과하는 단거리 노선에 주로 적용, 보수. 차량정원이 60~90명으로 중량전철에 비하여 규모와 용량이 30~50(%) 정도이며 주행장치의 특성상 급구배 노선에 대한 주행 성능과 급가속/급감속 등 차량의 운행 성능을 향상시킨 시스템.

차량의 실내,외 소음의 저감효과

정시성 확보에 유리

짧은 고무 차륜 수명으로 인한 유지, 보수비의 상승

③ 모노레일 경량전철

열차가 1개의 궤도나 빔에 의해 지지되거나 매달려 운영되는 단일 궤도형 교통수단, 차량의 지붕 부분이 매달려 운행되는 서스펜드타입, 차량의 하부 부분이 궤도 위에 안내되는 스트래들타입으로 분류

차량정원 40~80명

㉠ 장점

기존의 시스템에 비하여 건설비 저렴

㉡ 단점

분기기의 구조가 복잡, 동절 및 강우시 점착 특성이 작다. 비상시 승객의 대피 통로 및 보안 대책이 미흡

④ LIM 경량전철

선형유도전동기(LIM)를 사용하는 방식

궤도와 차륜의 점착력 대신 리액션 플레이트 사이의 전자력을 추진력으로 사용

적은 곡선 방지효과 급구배 노선에 대한 주행성능이 우수한 시스템

차량정원50~80명

㉠ 장점

- 소음 및 진동 특성이 우수

차량의 상면 높이가 낮아져 터널 등의 건설비 절감 효과

우수한 가감속 특성과 추진, 제동이 유연

짧은 역간거리 구간에도 효율이 높다.

비점착 구동 특성상 기후의 영향을 거의 받지 않는다.

㉡ 단점

리액션플레이트의 발열로 인한 터널내의 온도상승, 곡선을 통과 할 때 소음과 안내륜의 마모

2) 중전철

가. 전동차(도시 전철용)

① 대형 전동차

차량6~10량을 1개 편성으로 연결

40,000명 이상 규모의 수송 능력

② 전기기관차(EL)

동력면을 집중배치하는 방식

VVVF 제어 3상 유도전동기 방식

3. 운전속도에 의한 분류

1) 완속전철

일반적으로 200(km/h) 미만인 경우

시가지 철도나 도시철도, 도시간 철도 등을 운행하는 전철

2) 고속전철

200(km/h)이상

3) 초고속 전철

고속철도의 속도한계를 넘는 운전속도로 주행 할수 잇는 것

비점착 구동방식, 자기부상 방식, 선형전동기(linear motor)를 사용

자기부상 열차는 부상 및 추진의 원리에 따라 상전도 흡인력(EMS)과 초전도 반발식(EDS)이 있다.

4. 수송 목적에 의한 분류

1) 시가지 전철

시가지 도로상에 건설하여 버스처럼 운행되는 경량철도 – 노면철도

2) 도시철도

도시내의 짧은 역간 거리에서도 높은 속도를 유지 할수 있어 대량 교통 운송수단으로 적합한 철도 타 교통 수단에 지장이 없이 운전

3) 교외전철

도시를 중심으로 시가지 외곽을 운행하거나 시가지에서 교외로 운행되는 전기철도

4) 도시간 전철

도시와 도시간을 연결하는 중대형 철도

표정 속도가 크기 때문에 전기차의 출력이 높고 고속운행에 유리하도록 되어 있는 전기철도

5) 간선 철도

국내의 간선을 이루는 철도

전기기관차 또는 전기차로 고속운행을 필요로 하는 전기철도

6) 산업선 전철

산업용 원자재(석탄, 시멘트 등)의 수송을 목적으로 운영되는 것

충분한 견인력을 얻기 위해서 시설하는 전기철도